[发明专利]永磁能发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源、动力系统，特别是一种将永磁能转换成机械能的永磁能发生装置。

技术背景

人类现在利用的能源主要有石油、煤、水力、风电、太阳能等，成本高、环境污染严重。

人们对磁铁的研究应用很广泛，但磁铁仅限于作为力传递的媒介。也有不少人试图利用磁力制造永动机，但由于没有理想的磁屏蔽材料，所以很难成功。如本人的“杠杆式磁力机”就是众多不成功的磁力机中的一个。

本发明用机械的方法将两组特定拓朴结构的恒定磁场转换成交变磁场，其中，一组磁场的作用力对轴相互抵消，另一组磁场的作用力转换成机械回转运动的动力，从而实现将永磁能转换成机械能。

发明内容

本发明是这样实现的：一种永磁能发生装置，主要包括输入轴(1)、转子轭(2)、转子永磁体磁环(3)、摆子永久磁铁(4)、摇柄(5)、摇轴(6)和原动机，其特征是转子永磁体磁环是S磁极与N磁极相间排列的八极或八极以上的磁环；摇轴有4条或4条以上，摇轴上设有摇柄，摆子永久磁铁有4个或4个以上，摆子永久磁铁设在摇柄上；摆子永久磁铁对称或平均分布在转子永磁体磁环的周围，其中，有一半摆子永久磁铁的S极向轴排列，另一半摆子永久磁铁的N极向轴排列；转子永磁体磁环的磁极数量是摆子永久磁铁数量的2倍，而且两者都是偶数；摆子永久磁铁与转子永磁体磁环相对而设且绕轴对称或平均分布；转子轭固定在输入轴上，转子永磁体磁环固定在转子轭上，原动机与输入轴联接。

工作原理：转子永磁体磁环由原动机带动，转子转动时，永磁体磁环相对于摆子永久磁铁是一个交变磁场，转子永磁体磁环与摆子永久磁铁交替产生吸力和斥力，一方面，摆子永久磁铁作用于转子永磁体磁环的吸力和斥力绕轴对称抵消，另一方面，转子永磁体磁环作用于摆子永久磁铁的交变的相吸相斥的磁力部分被转换成摇柄往复摆动的动力，通过摇轴向外输出机械往复回转运动的动力，从而实现将永磁能转换成机械能。

理论上摆子永久磁铁作用于转子永磁体磁环的吸力和斥力可以绕轴对称相互抵消，原动机只需克服磨擦力就可以带动转子转动，但实际上摆子永久磁铁和转子永磁体磁环的各个磁极的磁通量很难做到完全一致，转子转动多少会受到一点来自未能完全相互抵消的磁力的影响。

转子永磁体磁环作用于摆子永久磁铁的交变的相吸相斥的磁力也存在部分不能转换成摇柄往复摆动的动力的情况，如附图2所示，当摆子永久磁铁正对着磁环的磁极的时候，摆子永久磁铁两侧受到相同的吸力或斥力，摆子永久磁铁两侧受到的力相互抵消。转子永磁体磁环作用于摆子永久磁铁的交变的相吸相斥的磁力被转换成摇柄往复摆动的动力的比例与转子转动的速度也有关系，若转子转得较慢，摆子永久磁铁换向需较长的时间，则被转换成摇柄摆动动力的磁力较少，若转子转得较快，摆子永久磁铁换向时间较短，则被转换成摇柄摆动动力的磁力相对较多，因此，通过调节原动机的转速，可以控制永磁能发生装置输出机械往复回转运动动力的大小。

从总体上看，转子转动所需克服的阻力是很小的，而4个或4个以上的摆子永久磁铁各自受磁力的作用往复摆动，彼此不相抗，因此摆子永久磁铁摆动输出的机械往复回转运动的动力远远大于转子转动所需克服的阻力，从而实现能量的放大。

转子永磁体磁环的磁极数量是4的倍数，如8极、12极、16极、24极等等，用磁对极表述则是4对极、6对极、8对极12对极等等。八极永磁体磁环相当于磁环有4个S极向外、4个N极向外和4个S极向内、4个N极向内，12极永磁体磁环相当于磁环有6个S极向外、6个N极向外和6个S极向内、6个N极向内，余此类推。

摆子永久磁铁对称或平均分布在永磁体磁环的周围，摆子永久磁铁的数量是2的倍数，如4个、6个、8个、12个等等。转子永磁体磁环的磁极数量是摆子永久磁铁的数量的2倍，4个摆子永久磁铁与八极转子永磁体磁环匹配，6个摆子永久磁铁与12极转子永磁体磁环匹配，8个摆子永久磁铁与16极转子永磁体磁环匹配，余此类推。

摆子永久磁铁的尺寸不宜过大，也不宜过小，也要与转子永磁体磁环相匹配。以八极转子永磁体磁环周围的4个摆子永久磁铁为例，其设计方法是：首先确定摆子永久磁铁的摆动角度(如20度)，再确定摆子永久磁铁与转子永磁体磁环的间距，根据摆子永久磁铁的设计厚度画出圆环，将该圆环分成8等份，1个摆子永久磁铁的截面大小相当于圆环的1/8，2个摆子永久磁铁之间的间距在空间上也相当于圆环的1/8的直线距离。